2/ Vi?t cụng th?c gia t?c hu?ng tõm trong chuy?n d?ng trũn d?u.

ÔN LẠI BÀI CŨ
1/ Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn..

a
Bán trục lớn
O
b
Bán trục nhỏ
M
SƠ LƯỢC VỀ ELIP
MF1 + MF2 = 2A = hằng số

BÀI 40: CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE
CHUYỂN ĐỘNG CỦA VỆ TINH
1.MỞ ĐẦU
*Thiên văn học là một nghành khoa học nghiên cứu các vật thể, các hiện tượng trong vũ trụ.
Thuyết nhật tâm của Cô -pec- níc (1543):
Mặt trời là trung tâm vũ trụ, trái đất và các hành tinh khác quay quanh mặt trời.
*Quy luật chuyển động của các hành tinh qua 3 định luật Kê-ple
Giô-han Kê-ple (Johannes Kepler, 1571 - 1630) là nhà thiên văn người Đức. Ông là một trong những người đã dặt nền móng cho khoa học tự nhiên. Kê-ple sinh ra ở Vu-tem-be (Wurtenberg) trong một gia đình nghèo, 15 tuổi theo học trường dòng. Năm 1600, ông đến Pra-ha và cùng làm việc với nhà thiên văn nổi tiếng Ti-cô Bra.Kê-ple nổi tiếng nhờ phát minh ra các định luật chuyển động của các hành tinh.
Các định luật đó ngày nay trong thiên văn gọi là ba định luật Kê-ple.
2. CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE
Định luật I
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm.
Chú ý: Quỹ đạo các hành tinh nói chung là quỹ đạo elíp, nhưng phần lớn gần đúng là đường tròn, trừ Thuỷ tinh và Diêm vương tinh
S1
S2
S3
Định luật II
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.
2.CÁC ĐỊNH LUẬT KÊ-PLE
s1
S2
S3
Định luật II
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.
HỆ QUẢ: Khi đi gần Mặt trời,hành tinh có vận tốc lớn; khi đi xa mặt trời, hành tinh có vận tốc nhỏ
2.CÁC ĐỊNH LUẬT KEÂ-PLE
A
B
C
D
M
N
∆t
∆t
∆t
Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời.
*Đối với hai hành tinh bất kỳ ta có:
*Hệ quả:Nếu coi quỹ đạo hai hành tinh là hình tròn thì
ĐỊNH LUẬT III

Xét hai hành tinh 1 và 2 của Mặt Trời. Coi quỹ đạo chuyển động của mỗi hành tinh gần đúng là tròn thì gia tốc hướng tâm là:
CHỨNG MINH ĐỊNH
LUẬT KEPLER
Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây ra gia tốc.
Ap dụng định luật II NewTon cho hành tinh 1, ta có:
HAY:
SUY RA:
(1)
Khi hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời thì nó chịu tác dụng của lực nào?
Vì (1) không phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh nên ta có thể áp dụng cho hành tinh 2, ta có:
(2)
Kết quả trên có phụ thuộc vào khối lượng các hành tinh không?
Như vậy ta có:
(2)
(1)
Từ (1) và (2) suy ra:
Hay chính xác là:
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Khoảng cách R1 từ Hoả tinh đến Mặt trời lớn hơn 52% khoảng cách R2 giữa Trái Đất và Mặt Trời.
Hỏi một năm trên Hoả tinh bằng bao nhiêu so
với một năm trên Trái Đất?
Giải
R1 =R2 +0,52 R2 = 1,52 R2
Áp dụng định luật III Kê-ple:
=1,522
T1 = 1,87 T2
Một năm trên Hoả tinh bằng 1,87 năm
trên Trái đất
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 2: Tìm khối lượng MT của Mặt trời từ các dữ kiện của Trái đất:
Khoảng cách tới Mặt trời R = 1,5.1011m
chu kỳ quay T = 365.24.3600 = 3,15.107s.
Cho hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11Nm2/kg2
MT = 2.1030kg
Giải
Fhd = Fht
- Có thể xác định được khối lượng của thiên thể nếu biết khoảng cách R và chu kỳ T của một vệ tinh của nó.
- Kết hợp với định luật Vạn vật hấp dẫn, tìm ra được hành tinh mới trong hệ Mặt trời.
- Các định luật Kê-ple cũng áp dụng đúng cho chuyển động của các vệ tinh..
Ứng dụng của các định luật Kê-ple
a) Vệ tinh nhân tạo :
Là vệ tinh do con người tạo ra,bay quanh Trái đất dưới tác dụng của lực hấp dẫn của Trái đất.
4. VỆ TINH NHÂN TẠO - TỐC ĐỘ VŨ TRỤ
- Khi vận tốc vI = 7,9 km/s  Quỹ đạo tròn.

Là tốc độ cần thiết để đưa một vệ tinh lên quỹ đạo quanh Trái đất mà không rơi trở về Trái đất
Tốc độ vũ trụ cấp I:
b) Tốc độ vũ trụ
Giả sử vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo tròn rất gần Trái Đất. Khối lượng của vệ tinh là m, của Trái Đất là M . Lực hấp dẫn sẽ đóng vai trò lực hướng tâm và theo định luật II Newton ta có
RTĐ là bán kính Trái Đất
Thay các giá trị bằng số
Ta tìm được :
= 7,9. 103 m/s
- Khi vận tốc 11,2 km/s >v > 7,9 km/s  Quỹ đạo của vệ tinh là ELIP.
*Tốc độ vũ trụ cấp II:
VII = 11,2 km/s
Nếu 16,7 km/s> V>11,2 km/s thì vệ tinh sẽ đi xa khỏi Trái đất theo quỹ đạo parabol và trở thành hành tinh nhân tạo của Mặt trời
*Tốc độ vũ trụ cấp III:
Với V = VIII = 16,7 km/s vệ tinh có thể thoát ra khỏi hệ Mặt Trời theo quỹ đạo hypebol.
VIII =16,7 km/s
Chú ý: Các tốc độ vũ trụ cấp I,II,III ở trên là tốc độ khi phóng vệ tinh vào quỹ đạo( rời khỏi tên lửa), bỏ qua tác dụng của khí quyển Trái đất và vệ tinh coi như bay sát mặt đất.
1 số hình ảnh của các hành tinh trong hệ mặt trời
DIÊM VƯƠNG TINH

THỔ TINH

HẢI VƯƠNG TINH

MỘC TINH

HOẢ TINH

TRÁI ĐẤT

KIM TINH

THỦY TINH

MẶT TRỜI

Củng cố
Định luật I Kepler :
Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm.
Định luật II Kepler :
Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.
Định luật III Kepler :

Tốc độ vũ trụ
Tốc độ vũ trụ cấp I: VI=7,9 km/s Vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo tròn.
7,9 km/s Tốc độ vũ trụ cấp II: VII= 11,2km/s 11,2km/s Tốc độ vũ trụ cấp III:VIII=16,7 km/s
V>VIII: quỹ đạo Hypebol: vật thóat ra khỏi hệ Mặt trời.
QUỸ ĐẠO VỆ TINH ỨNG VỚI CÁC TỐC ĐỘ KHÁC NHAU
TĐ
VI
Là vệ tinh của trái đất
Là hành tinh của Mặt trời
Thoát khỏi hệ Mặt trời
VII =11,2km/s
VI =7,9 km/s
VIII =16,7km/s
Trắc nghiệm kiến thức
Câu 1: Chọn phát biểu đúng:
Chu kỳ quay của một hành tinh xung quanh Mặt trời
A. Phụ thuộc khối lượng hành tinh.
B. Phụ thuộc vận tốc chuyển động trên quỹ đạo.
C. Giống nhau với mỗi hành tinh.
D. Phụ thuộc bán kính trung bình của quỹ đạo.
Đúng rồi
Hoan hô!
sai
sai
sai
Gợi ý
Dựa vào định luật Kê-ple
A
B
C
D
A. 300N
B. 700N.
C.900N
D.1540N
Câu 2
Đáp án
Một hành tinh của hệ Mặt trời có khối lượng bằng 4 lần khối lượng Trái đất, có bán kính bằng 3 lần bán kính Trái đất. Trên hành tinh đó, trọng lượng của một người có khối lượng 70 kg là
Trắc nghiệm kiến thức
Giải:
P =mg
Một hành tinh của hệ Mặt trời có khối lượng bằng
4 lần khối lượng Trái đất, có bán kính bằng 3 lần
bán kính Trái đất. Trên hành tinh đó, trọng lượng
của một người có khối lượng 70 kg là
The End